一种典型电液比例差动回路的静态速度特性分析

在液压差动回路中,通过对非对称比例阀控制非对称液压缸往复运动时静态速度特性的仿真分析,揭示了负载力和差动缸面积比对往复运动速度差异的规律及其影响.在此分析基础上,根据生产中往复运动速度相等的要求,分别针对开环系统和闭环系统,提出了速度特性的补偿方法,满足了控制性能和生产实践的要求.     

摩擦与配合间隙对超长大型液压缸承载能力影响规律研究

以水利工程中启闭机油缸为例,对超长大型液压缸最大轴向载荷进行计算分析.研究了两端耳环与支座轴销之间的摩擦、缸筒与活塞杆的配合间隙对轴向承载能力的影响规律,利用有限元软件ANSYS对液压缸进行非线性屈曲分析.样机试验得出最大轴向载荷为580kN,与理论计算值相差约6%,验证了理论模型的合理性.分析结果表明,由强度条件确定的极限载荷小于由稳定性条件确定的临界载荷,液压缸允许的最大轴向载荷由极限载荷衡量.随着配合间隙的减小或摩擦因数的增大,液压缸轴向承载能力增加,如当摩擦因数从0增加到0.3,允许的最大轴向载荷增加约5.5%.     

非零开口的阀控非对称缸系统不变性补偿控制

针对比例控非对称缸正反方向运动响应不一致的问题,建立了非零开口的阀控非对称缸系统的线性负载流量模型,根据数学模型分析了系统的负载流量特性,定义了非对称系统的基本状态,并将其设为非对称系统的不变结构.提出了融合负载、结构、非对称叠合量等影响因素的不变性补偿控制方法,将系统的任意非对称状态通过不变性补偿控制等价于基本状态,使得非对称系统得到对称的负载流量特性.实验结果表明:通过不变性补偿控制,比例阀控非对称缸系统在阀线性区域,非对称系统负载压力不超过泵压的1/2时,负载流量与基本状态时的负载流量误差不超过11%;非对称系统在基于不变性补偿的基础上,采用统一的比例-积分-微分(PID)控制器,使得正反向运动响应能达到基本一致.     

细长型液压启闭机液压缸筒活塞杆挠度的计算分析

基于改进的液压缸阶梯杆模型,对细长型液压启闭机液压缸筒及活塞杆的挠度进行了计算分析,考虑了液压缸安装角度、缸筒与活塞杆配合间隙、液压缸活塞杆自重以及油液质量对杆轴横向变形的影响;依据固体力学基础理论对缸筒、活塞杆的受力与变形进行计算推导,通过建立和求解挠度方程获得了液压缸筒、活塞杆挠度的解析计算方法,并结合工程实际给出了应用算例.结果表明,与有限元计算方法相比,文中方法的计算误差在5%以内.     

半主动式恒钻压波浪补偿系统的研究

为了提升海上钻井平台在恶劣环境变化下工作的适应性,设计了负载敏感技术与压力补偿技术相结合的半主动式恒钻压波浪补偿系统,使输出压力与流量自动适应于负载需求。在该系统中,采用气液蓄能器与双作用主动缸相互作用来抵消波浪升沉位移的变化。建立了半主动式波浪补偿系统数学模型,利用MATLAB/Simulink软件进行了仿真分析。仿真结果表明:与主动式及被动式补偿系统相比较,本系统动态响应快,控制精度高,振动幅度大大降低,节能效果明显增强,有利于海上钻井升沉补偿的推广和改进。     

液压系统的压力–速度复合控制策略

以由比例溢流阀与比例调速阀控制的阀控缸系统为研究对象，建立液压系统动力学模型；基于LuGre模型对推进液压缸摩擦力进行补偿；建立鬃毛观测器对阀芯运动特性进行估计并通过Lyapunov第一法证明观测器的稳定性；将液压系统的不确定性和外负载干扰进行整合，并选取自适应率进行估计；基于反步积分自适应控制算法，提出了一种压力-速度复合控制策略并对其稳定性进行验证。以液压缸速度控制为基础，将压力误差引入速度期望，实现阀控缸系统的压力-流量复合控制。建立AMESimMatlab阀控缸系统联合仿真平台来对压力-速度复合控制策略性能进行分析。仿真结果表明：压力-速度复合控制器在阀控缸系统速度调节、突变负载以及负载扰动等工况下均具有良好的控制性能；比例溢流阀溢流量的控制有效减小了系统压力的波动和超调；改变压力误差占比可有效改变地层突变时的压力、速度误差分配，在实际工程中，可根据需要通过改变压力误差占比来对复合控制的误差进行分配。     

大型水压机操纵系统间隙在线补偿

大型水压机操纵系统的凸轮顶杆与阀杆的间隙影响了水压机的控制精度和零部件更换的频率,为了保证水压机间隙增大情况下的控制精度和系统继续工作能力,提高水压机间隙故障的容错能力,通过检测操纵系统中油缸压力瞬变时的凸轮转角,与无间隙时的凸轮转角对比,对间隙量进行在线检测并补偿,并采用模糊PID补偿策略提高补偿精度。通过模拟间隙为5 mm和10 mm的工况,对在线补偿策略进行实验验证,对比无补偿策略和有补偿策略作用下的系统位移响应特性。研究结果表明:该在线补偿策略能有效地解决大型水压机操纵系统的间隙补偿问题,对提高水压机的控制精度、减少零部件的更换频率有一定作用。     

3-RRR并联机器人含间隙的运动学标定及误差补偿

机器人构件几何尺寸误差与关节间隙共同影响了机器人的定位准确度与精确度.文中基于考虑关节间隙的误差模型,使用运动学标定的方法对上述两误差源进行了识别,分析了关节间隙对重复定位中误差分布规律的影响.通过在逆运动学模型中补偿识别到的构件几何误差,以及将标定后的定位误差补偿到控制指令,提高了机构定位准确度;通过在控制中实时补偿关节间隙对定位误差的影响,提高了重复定位精确度.     

伺服阀滑阀阀口系数影响因素分析

分析电液伺服系统中液压缸活塞位移、液压刚度、阀口开度、外负载刚度及阀芯与阀套间径向间隙对伺服阀阀口系数的影响。采用工作点线性化的处理方法,通过引入液压缸负载力方程,给出零开口电液伺服阀滑阀流量-压力系数和流量增益的计算公式,并对其影响因素进行分析。结果表明,在液压缸全行程中,流量-压力系数会随着液压缸活塞位移、外负载刚度及阀口开度的增加而增大,其中流量-压力系数随液压缸活塞位移的增大呈抛物线增长,其最大值约为最小值的2倍;流量增益随着液压缸活塞位移、外负载刚度的增大而减小,其中流量增益随液压缸活塞位移的增大而近似呈线性规律减小,其最小值约为最大值的1/2;阀芯与阀套间径向间隙对阀口系数随液压缸活塞位移变化率的影响不大;阀口系数在液压刚度取最小值附近时存在突变;同一液压刚度值可对应2个不同的液压缸活塞位移,分别对应的阀口系数值相差非常大。     

对称伺服阀控制单出杆液压缸的特性分析

针对对称伺服阀控制单出杆液压缸的特点，按能量守恒原则重新定义了负载压力和负载流量，推导了阀控不对称缸的数学模型，并简要分析出系统的动静态特性     

径向封严腔几何参数对涡轮性能影响的数值研究

为了研究径向封严腔几何参数对涡轮性能的影响,对转/静叶片之间带有封严腔的某高负荷单级涡轮进行了三维定常数值模拟。结果表明,径向间隙和轴向间隙对气动效率的影响程度大于轴向重叠度,几何参数改变导致轮毂二次流损失的变化是影响气动效率的主要因素。轴向间隙对封严效率的影响最大,径向间隙次之,轴向重叠度最小。气流在发卡弯加速后膨胀形成的大尺度旋涡,是轴向间隙能够产生较好封严效果的物理原因。     

透平动叶顶部间隙流的表现形式及其对透平性能的影响

以Aachen一级半轴流透平为研究对象,采用数值模拟手段对不同动叶顶部间隙情况下的间隙流进行了分析,研究了间隙流和间隙涡的形成、发展形式及其对透平性能的影响.以三维流线及极限流线为手段,分析了不同间隙尺寸下动叶顶部的间隙流及间隙涡在形成和发展趋势上的区别,以及动叶顶部总压损失区向下游发展时其变化形式的区别.研究表明:随着动叶顶部间隙值的增加,透平的等熵效率近似呈线性趋势减小;间隙涡的产生位置提前,强度逐渐增大,损失也随之增大;动叶顶部的高损失区域位置和范围发生变化,通道涡被破坏,高损失区向压力面迁移,并远离端壁.     

透平动叶顶部间隙流的端壁二次流结构研究

对不同动叶顶部间隙的Aachen一级半轴流透平内部流动进行了数值模拟，以二次速度矢量和周向平均气流角的分布为依据，分析了间隙流、间隙涡与动叶顶部通道涡掺混的方式及其对二次流结构的影响．结果表明：较大的间隙尺寸导致间隙涡较早产生；间隙涡在向下游发展的过程中强度减弱，但范围有所增加；较小的间隙或者在接近叶栅前缘区域，间隙流仅将通道涡整体推移，不破坏通道涡的完整性；间隙较大或在叶栅的高加载区域，间隙流将通道涡拆分成2个独立的涡区，并将这2个涡区分别向压力面和中叶展推移，而间隙涡本身则占据动叶顶部较大的区域．最后，给出了不同间隙下2种不同的端壁二次流结构．     

曲柄滑块机构间隙副反力的静态间隙杆简化算法

在含间隙运动副机构的性能评估、寿命预测等问题中,如何高效、准确地求解间隙副反力一直是一个亟待解决的问题.文中提出了一种求解含间隙曲柄滑块机构副反力的独立、高效的静态间隙杆算法.不同于Li提出的基于理想副反力的简化算法,静态间隙杆简化算法仅基于间隙副模型,脱离了理想副反力的求解,通过在间隙副模型中对间隙杆进行静态初始化,简化求得间隙副反力角,从而反代得到实际间隙副反力.该算法在间隙副反力计算上具有很好的精确度,且由于省略了求解理想副反力的过程,其效率远高于Li的简化求解算法,最后文中通过一个算例说明了静态间隙杆算法的可行性和高效性.      

应急启用备用机场端净空评价方法研究

为解决现行净空评定模型在机场应急启用时不适用的问题,对机场端净空障碍物限制面进行重新确定。通过对飞机初始爬升和准备着陆过程的分析,建立了飞机爬升和下滑性能计算模型。应用Visual C++语言编写了计算程序进行仿真计算,得到了爬升梯度与气压高度的关系式。经航迹测试:Ⅰ型飞机的实测航迹与程序计算航迹的结果绝对误差不超过48m,最大相对误差不超过2.7%;Ⅱ型飞机的实测航迹与程序计算航迹的最大绝对误差不超过100 m,最大相对误差不超过4.2%,验证了模型的有效性,其适用范围广,结果精确。最后通过典型机型爬升和下滑分析,确定了机场应急启用端净空限制面。     

含间隙的机构动力学研究进展

运动副间隙对一些机械系统的影响不容忽视。从建模方法、数值研究方法和近年来的研究状况等方面对含间隙的机构动力学进行了综述，总结了含间隙机构动力学的发展现状，指出了今后研究中应注意的问题。     

复合拉伸切边模的分析与设计

通过对拉伸件形状参数及复合拉伸、切边时的特性分析，设计了一种复合拉伸、切边模具。实践结果表明，本模具省时省力、经济便捷，不但提高了劳动生产率，而且提高了工件加工质量，具有很高经济效益。     

圆柱铰间隙运动学分析及动力学仿真

含关节间隙的多体系统动力学精细的仿真计算必须依赖于对关节处2相对运动体的运动学描述.针对工程中常见的圆柱铰关节,建立了识别间隙铰处碰撞接触模式的运动学关系.该运动学关系直接基于间隙铰关节的几何构形来确定运动过程中潜在碰撞接触点对之间的最小距离,避免了一般多体系统确定碰撞接触点的搜索过程.基于Hertz接触刚度并考虑阻尼效应的影响建立法向接触模型,采用修正的库仑模型考虑关节处的摩擦作用.针对一曲柄机构进行了仿真计算,研究了空间间隙、摩擦系数、杆件的柔性等因素对系统动力学特性带来的影响.     

球磨机传动间隙对起动过程的影响

针对球磨机起动过程中的冲击振动对球磨机的可靠运行以及工作寿命有影响的问题,应用系统动力学定量分析了球磨机直接起动以及分段起动时,由于传动间隙所引起的冲击动载荷,建立了相应的数学计算模型。应用该模型能够准确地计算出球磨机起动时由传动间隙引起的冲击动载荷的大小,为球磨机的合理设计制造以及现场安装提供依据。     

含间隙平面机械系统KED分析

本文将运动副间隙视为无质量的刚体杆，提出了具有运动副间隙的平面机械系统运动弹性动力（KED）分析的有限元法．并以平面铰链四杆机构为计算实例，讨论了构件弹性及运动副间隙同时对系统动态特性的影响．